Antenas
www.qsl.net/lw1ecp  Ing. Daniel Pérez LW1ECP

* Como las emisoras de broadcasting en FM emiten en polarización vertical, las antenas receptoras también deberían ser verticales para captar al máximo. Un simple monopolo, como la varilla extensible de las radios portátiles, al ser vertical no podría orientarse para favorecer la recepción de una u otra emisora. Pero la realidad nos muestra lo contrario: usuarios que ponen la varilla horizontal u oblicua, y la giran buscando mejorar la recepción de una emisora débil o semi tapada por otra de la misma frecuencia.
¿Cómo puede ser?. Es que después de todas las reflexiones que sufre una onda en su trayecto, es imposible que conserve la polarización vertical pura. La componente horizontal que así se genera termina siendo útil para intentar la orientación mencionada.

* Qué hacer si, una vez sintonizada una estación de FM en una radio con antena incorporada, la recepción empeora al alejarse uno: acérquese, gire la antena para un lado cualquiera (no necesariamente el que dé mejor recepción estando Ud. cerca), aléjese, y aprecie si la recepción mejoró. Si no, repita los pasos. Una esperanza adicional se tiene moviendo cerca de la radio un objeto metálico grande, tal como una silla, para alterar convenientemente el patrón de captación.

* No confundir ganancia con directividad. Si a una antena le agrego un atenuador, la ganancia baja pero la directividad se mantiene. En una parabólica, si la superficie está abollada o con la forma mal calculada, no se producirá enfoque correcto en ningún punto y esto reducirá la ganancia con respecto a lo calculado, pero afectará menos a la directividad.

* Puntos tradicionales de confusión:
GANANCIA...¿Cómo puede ser que una antena gane, si no tiene válvulas ni transistores?. Muy fácil: ya que un dipolo "dispara" en muchas direcciones además de la que nos interesa, si agarramos toda esa potencia desperdiciada y la dirigimos hacia nuestro corresponsal, éste nos recibirá con más fuerza. Es lo que hace una antena direccional. Este efecto se logra con las varillas adicionales en una yagi, con las superficies reflectantes en la parabólica o la diedro, o la longitud adicional en la cinco octavos. Esta MISMA ganancia ocurre para la recepción: los elementos adicionales hacen que se atrape más ondas. Como beneficio adicional, una direccional evita molestar en otras direcciones en transmisión, y que nos molesten en recepción. NOTA: Según el diseño y la calidad de la construcción, es perfectamente posible tener antenas que sean direccionales pero que no ganen.

* ¿Ganancia con respecto a qué?. Hasta ahora hemos hablado de ganancia con respecto a un dipolo. Si al cambiar de un dipolo a una direccional nos reciben con 1, 2 ó 3 unidades S más, es porque gana 6, 12 ó 18 decibeles con respecto a un dipolo. Se supone que en ambos casos las antenas apuntaban al corresponsal. Pero ya que reconocemos que un dipolo no irradia parejo en todas las direcciones, entonces un poquito de directividad tiene. Los matemáticos se valen de una antena imaginaria (referencia para los cálculos de radioenlaces), la isotrópica, que si existiese irradiaría o captaría igual de todos lados. Aunque no lo crea, si se toma con respecto a una isotrópica, el dipolo solito ya gana 2,15dB. De aquí nace la clásica trampita de especificar la ganancia en decibeles pero sin decir con respecto a qué. Como con respecto a la isotrópica el número da unos 2dB más grande, si no dice si son dBd ó dBi, supondremos por las dudas que son dBi. Aprovechemos para aclarar que una buena "groundplane", vertical con plano de tierra, rinde exactamente lo mismo que un buen dipolo, sólo que su impedancia es la mitad.

* ¿Es cierto que una antena de medio pelo perjudica menos la recepción que la transmisión?. Si lo que tapa las emisoras que llegan débiles es el QRM y QRN (interferencias y ruidos naturales), una antena mala o mal adaptada reducirá igualmente la señal deseada y las interferencias, así que no habrá problemas. Esto ocurre casi siempre en frecuencias de onda corta (HF). Por esto es que se puede recibir bien muchas broadcastings distantes con un chicote de morondanga. Pero en VHF y UHF es más probable que la limitación para la recepción sea el ruido que se genera en los circuitos del receptor, entonces cada decibel en que se pueda aumentar la señal atrapada hará que mejore casi 1 decibel la relación señal a ruido en el parlante. Esto lo saben muuuy bien los que trabajan con las señales ultra débiles del rebote lunar. Y si es una comunicación en FM con nivel por debajo del "umbral de FM", mejorar 1dB en antena mejorará varios dB en audio.

* Si hace la prueba de medir la relación frente / espalda de una direccional, y obtiene un valor bastante menor que el especificado por el fabricante, es probable que estén molestando los rebotes en la zona, o que necesite agregar un balún justo entre la antena y la bajada.

* Para evitar que se dañe el transistor de entrada de un receptor, p. en caso de excesiva RF captada desde el transmisor, suele colocarse un par de diodos en antiparalelo en la conexión a la antena, ver {prot_ant}:

En la configuración A) se usaron diodos de germanio porque al tener menor caída en directa comenzarían a limitar en un valor de señal más bajo, haciendo sufrir menos al transistor. Sin embargo, señales de varios cientos de mV no sólo no dañan, sino que aún sin estar activo el transmisor puede haber perfectamente señales recibidas con niveles que producen la conducción indeseada de los diodos. No sólo eso, también se notó que toda la banda recibida estaba infestada por intermodulaciones de emisoras de broadcasting AM: su intensidad era suficiente para hacer conducir los diodos y producir batidos.
En B) se solucionó todo. La adaptación de impedancia al sintonizado, en vez de consistir en un capacitor pequeño, es una derivación de la bobina y ahora la entrada de antena presenta una impedancia muy baja a toda frecuencia apartada de la resonancia, evitando que los diodos actúen innecesariamente. Aclaremos que la antena es un dipolo, sin continuidad para la CC ni las frecuencias de broadcasting. Además se cambió por diodos de silicio (adivine cuáles...) lo que supone un umbral de actuación unos 10dB (3 veces) mayor. ¿1N4148 dijo?. ¿Y cuáles iba a ser si no, 1N4001? ;-)

 

Dic/08: COMBINADOR DE ANTENAS DE TV
En 1996, en un desesperado intento por frenar la presión de mi familia para suscribirnos al videocable, diseñé este circuito para demostrarles que en el aire había cosas gratis que valían la pena. Debo reconocer que perdí la batalla, pero igual viene bien para cuando se corta el videocable.

 

La carcaza es de un tap (caja de distribución) de CATV, conveniente por su hermeticidad. Observar la forma en que se "prensa" la malla del coaxil de salida.


En el caño tengo una antena de UHF arriba de todo, luego una para 7-13, y abajo de todo la 2-6. El circuito las combina después de pasar por filtros pasabanda. Cada entrada tiene su balún. En el caso de UHF se agregó un preamplificador. No está optimizado para adaptación de impedancias, ruido o linealidad, pero fue vital para poder captar varios canales más, cosa importante ya que muchos están codificados. Sí se agregó un pasaaltos adicional a su entrada para reducir el riesgo de intermodulación, por transmisores cercanos fuera de banda.

El transistor va del lado de abajo. También C5, que se agregó a último momento. C5 y el zéner protegen contra picos que lleguen desde la salida, especialmente durante la instalación (ver el capítulo "Sillas Eléctricas").
La cuenta en seie con una pata del zener (el cual está normalmente sin conducir) es para evitar que su C de juntura resuene con la L serie de C4 en alguna frecuencia inesperada (ver "Malditas Oscilaciones", donde se habla del reemplazo de los 74L).
Las bobinas al aire se hicieron sobre una mecha de 4,5. Los balunes de VHF miden 7,5 x 5 x ~4,5

El balún de UHF se sacó de algún adaptador 300:75. Son 6 lomos de una línea que supuestamente tiene Z0=150ohm, bobinadas sobre una forma de ~3,5mm.
Tras todos estos años el circuito cumplió fielmente su misión, no así las antenas, cuyas partes plásticas se fueron degradando con la luz solar. Las piezas encargadas de mantener las varillas a 90 grados con respecto al boom estaban destruidas. Aprovecho para adjuntar cómo las reemplacé por versiones de aluminio.

 

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